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1、第31講能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié),本講目錄,回歸教材夯實(shí)基礎(chǔ),知能演練強(qiáng)化闖關(guān),高頻考點(diǎn)深度剖析,易錯(cuò)辨析技法提升,一、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng) 1含義：指在生態(tài)系統(tǒng)中，能量不斷沿著太陽(yáng)植物植食動(dòng)物肉食動(dòng)物頂位肉食動(dòng)物的方向流動(dòng)。 2渠道：沿_的營(yíng)養(yǎng)級(jí)依次傳遞。 3過(guò)程分析 (1)輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量： _。,食物鏈,生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能,(2)起點(diǎn)：從生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能開始。 (3)每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的去路是： _、下一營(yíng)養(yǎng)級(jí) 同化、分解者分解和未利用。 (4)結(jié)果：最終以_的形式耗散到周圍的空間中去。 4特點(diǎn) (1)單方向、不可逆：能量只能從前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，而不能反向流動(dòng)
2、。 (2)逐級(jí)遞減：傳遞效率為_。,呼吸消耗,熱能,10%20%,想一想 能量在流動(dòng)過(guò)程中以什么形式存在？ 【提示】 以有機(jī)物中化學(xué)能的形式存在。,二、生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán) 1含義：生態(tài)系統(tǒng)中的無(wú)機(jī)物在相對(duì)封閉的循環(huán)圈中周而復(fù)始、往復(fù)循環(huán)的過(guò)程。 2特點(diǎn)：參與循環(huán)的物質(zhì)數(shù)量_，而且可以得到重 復(fù)利用。 3碳的全球循環(huán) (1)在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間的循環(huán)形式：二氧化碳。 (2)路線：大氣圈植物和動(dòng)物分解者大氣圈。,恒定,三、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié) 1生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)：生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定的階段，它的結(jié)構(gòu)和功能能夠保持相對(duì)穩(wěn)定，表現(xiàn)出_ _。 2穩(wěn)態(tài)的原因：生態(tài)系統(tǒng)具有_。 3穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)：反饋調(diào)節(jié)
3、(1)負(fù)反饋：_ 最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化結(jié)果：使生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定。 (2)正反饋： _最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變 化結(jié)果：使生態(tài)系統(tǒng)_穩(wěn)態(tài)。,物種多樣化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化和功能完善化,自我調(diào)節(jié)功能,抑制或減弱,加速,遠(yuǎn)離,4生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的破壞 (1)破壞原因：_ 超過(guò)一定的限度，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到破壞。 (2)破壞因素：自然因素和_ 因素。 (3)對(duì)生產(chǎn)生活的啟示：人類活動(dòng)除了要講究經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益外，還要特別注意_。,外來(lái)干擾,人為,生態(tài)效益和生態(tài)后果,1能量流動(dòng)過(guò)程包括能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失等過(guò)程,4能量流動(dòng)特點(diǎn)的原因分析 (1)單向流動(dòng) 能量流動(dòng)是沿食物鏈進(jìn)行的，食
4、物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的捕食關(guān)系是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，是不可逆轉(zhuǎn)的。 各營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過(guò)呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被生物群落重復(fù)利用，因此能量流動(dòng)無(wú)法循環(huán)。 (2)逐級(jí)遞減 各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物都會(huì)因呼吸作用消耗大部分能量。 各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量都會(huì)有一部分流入分解者，包括未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物利用的部分。,特別提醒 (1)能量的輸入過(guò)程，絕大部分是通過(guò)綠色植物的光合作用，但在極少數(shù)特殊空間，如深海熱泉口生態(tài)系統(tǒng)，是通過(guò)特殊細(xì)菌的化能合成作用。 (2)能量在食物鏈中的流動(dòng)形式是有機(jī)物中的化學(xué)能。 (3)根據(jù)能量流動(dòng)的遞減原則，在建立與人類相關(guān)的食物鏈 時(shí)，為了節(jié)約能量，應(yīng)盡量縮短食物鏈。,下圖為某人工松林18年間能量流動(dòng)情
5、況的調(diào)查統(tǒng)計(jì)(單位略)，有關(guān)說(shuō)法正確的是(),A“能量Q”是指生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量 B無(wú)需人工能量投入該松林就可維持其穩(wěn)定性 C18年間該松林中分解者獲取總能量是2851010 D動(dòng)物的存在加快了人工松林的物質(zhì)循環(huán),【解析】A選項(xiàng)中，有部分能量是未被利用的能量，總能量不僅包括能量Q，還應(yīng)包括植物呼吸散失的熱能等。B選項(xiàng)中，人工松林作為典型的人工生態(tài)系統(tǒng)，人類利用強(qiáng)度較大，應(yīng)實(shí)施相應(yīng)的物質(zhì)和能量投入，保證其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的協(xié)調(diào)，例如控制病蟲害、灌溉、施肥等，題干中的“人工能量投入”既包括人工輸入松林生態(tài)系統(tǒng)的能量，如引種松樹樹苗等；也包括人工維護(hù)所付出的能量。C選項(xiàng)中，18年間分解者獲得的能量
6、高于2851010，因?yàn)闃淠局鞲傻哪芰恳灿行┻M(jìn)入分解者中去。 【答案】D,A計(jì)算可知，肉食動(dòng)物需補(bǔ)償輸入的能量值為5103 kJ/(m2a) B由圖可知營(yíng)養(yǎng)級(jí)較高的生物，在這場(chǎng)地震中受到的影響較大 C在人為干預(yù)下，能量在第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)之間的傳遞效率為15.6% D流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能,解析：選D。由圖可知該生態(tài)系統(tǒng)不能自給自足,需要外界能量的補(bǔ)償。肉食動(dòng)物共需要能量為(2.15.10.050.25)103kJ/(m2a),其中從植食動(dòng)物獲得2.5103kJ/(m2a),因此還需要外界補(bǔ)償能量為5103 kJ/(m2a),故A正確；營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物需要消耗的能量就越多
7、,因此受到的影響也就越大,故B正確；植食動(dòng)物(第二營(yíng)養(yǎng)級(jí))獲得的總能量為16103kJ/(m2a),流入第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為2.5103kJ/(m2a),因此能量傳遞效率為2.5103/16103100%15.6%,故C正確；流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能與外界補(bǔ)償?shù)哪芰恐?，故D錯(cuò)誤。,由圖分析： 1大氣中CO2的來(lái)源 (1)生產(chǎn)者、消費(fèi)者的呼吸作用； (2)分解者的分解作用； (3)化學(xué)燃料的燃燒。,2.目前由于碳循環(huán)平衡被打破，對(duì)形成溫室效應(yīng)的分析 (1)大氣中CO2含量持續(xù)增加的原因 工廠、汽車、飛機(jī)、輪船等對(duì)化學(xué)燃料的大量使用，向大氣中釋放大量的CO2。 森林、草原等植被大
8、面積的破壞，大大降低了對(duì)大氣中CO2的調(diào)節(jié)能力。 (2)危害 加快極地冰川融化，導(dǎo)致海平面上升，對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)和人類的生存構(gòu)成威脅。 改變了降雨和蒸發(fā)機(jī)制，影響農(nóng)業(yè)和糧食資源生產(chǎn)。 (3)緩解措施 植樹造林，增加綠地面積。 開發(fā)清潔能源，減少化學(xué)燃料燃燒。,特別提醒 (1)碳在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間傳遞時(shí)，只有生產(chǎn)者與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的傳遞是雙向的，其他各成分間的傳遞均是單向的。 (2)大氣中的碳元素進(jìn)入生物群落，主要是綠色植物的光合作用，此外還有硝化細(xì)菌等的化能合成作用。,3物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的關(guān)系,(2013寧波模擬)如圖為一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的模式圖，相關(guān)敘述正確的是() A若圖示為該生態(tài)系統(tǒng)的碳循
9、環(huán)，則丁為微生物 B若圖示為該生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)，則丙處于最高營(yíng)養(yǎng)級(jí) C若丁為沼氣池，沼渣、沼液作為甲的肥料，使能量循環(huán)利用 D若乙為初級(jí)消費(fèi)者，則乙的有機(jī)物總量比甲的少,【解析】若為碳循環(huán)，丁為大氣中的二氧化碳，丙是分解者。能量是無(wú)法循環(huán)利用的，物質(zhì)可以循環(huán)利用。 【答案】D,變式訓(xùn)練 如圖是某生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖,其中D為大氣， ad代表發(fā)生在生物體內(nèi)的生理作用，A、B、 C代表生態(tài)系統(tǒng)的不同生物。以下敘述不正確 的是() A通過(guò)a過(guò)程太陽(yáng)便進(jìn)入了生物群落 B在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，C所含的能量最多 Cb、c、d過(guò)程將CO2釋放到大氣中 D此圖中包含了該生態(tài)系統(tǒng)的全部成分 解析：選D。此圖中缺少太
10、陽(yáng)能、水分、無(wú)機(jī)鹽等非生物的物質(zhì)和能量。,1對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)的理解 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)是生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定階段，它的結(jié)構(gòu)和功能能夠保持相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，表現(xiàn)出來(lái)的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力。可以從以下幾個(gè)方面理解：,(1)結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定：生態(tài)系統(tǒng)中動(dòng)、植物種類及數(shù)量保持相對(duì)穩(wěn)定。變化如圖所示。 (2)功能的相對(duì)穩(wěn)定：生物群落中物質(zhì)和能量的輸入量與輸出量保持相對(duì)平衡。 (3)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)是系統(tǒng)內(nèi)部自我調(diào)節(jié)的結(jié)果，這種自我調(diào)節(jié)主要是依靠群落內(nèi)部種間關(guān)系及種內(nèi)斗爭(zhēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。,2生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)反饋調(diào)節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)反饋調(diào)節(jié)達(dá)到其穩(wěn)態(tài)。反饋調(diào)節(jié)分為正反饋和負(fù)反饋兩種。其中負(fù)反饋調(diào)節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普
11、遍存在，是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)，也是生態(tài)系統(tǒng)的主要調(diào)節(jié)方式。 兩者比較如下：,3.提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的措施 (1)控制生態(tài)系統(tǒng)的干擾程度，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的利用應(yīng)該適度，不應(yīng)該超出其自我調(diào)節(jié)能力。 (2)對(duì)人類利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)實(shí)施相應(yīng)的物質(zhì)和能量的投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的協(xié)調(diào)。,長(zhǎng)白山自然保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)能長(zhǎng)時(shí)間保持相對(duì)穩(wěn) 定，該生態(tài)系統(tǒng)() 處于大量物種更替的過(guò)渡階段 生物的種類和數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定 物質(zhì)和能量的輸入和輸出相對(duì)平衡 有比較復(fù)雜的食物鏈和食物網(wǎng) 能量的收支隨氣候周期性變化 有一定的自我調(diào)節(jié)能力 生產(chǎn)者數(shù)量大于消費(fèi)者和分解者數(shù)量 A B. C D.,【解析】本題考查生態(tài)系
12、統(tǒng)保持相對(duì)穩(wěn)定的含義及理解和分析能力。 由題干信息可知，該生態(tài)系統(tǒng)中生物的種類保持相對(duì)穩(wěn)定，沒(méi)有大量更替，所以項(xiàng)錯(cuò)誤；該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者的數(shù)量不一定大于消費(fèi)者和分解者的數(shù)量，所以錯(cuò)誤。 【答案】B,變式訓(xùn)練 (2013北京西城區(qū)質(zhì)檢)在某一動(dòng)物種類豐富的森林中,消費(fèi)者、分解者的種類和數(shù)量基本保持穩(wěn)定,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是() A能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)保持動(dòng)態(tài)平衡 B食物鏈和食物網(wǎng)數(shù)量保持相對(duì)穩(wěn)定 C各類生物所含有的能量值基本不變 D各種群的年齡結(jié)構(gòu)維持增長(zhǎng)型,解析：選D。在一個(gè)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)中,能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是保持動(dòng)態(tài)平衡的,食物鏈和食物網(wǎng)保持相對(duì)的穩(wěn)定,各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量也基本不變。各個(gè)種群的
13、數(shù)量保持穩(wěn)定,說(shuō)明是處在穩(wěn)定型的年齡結(jié)構(gòu)，而不是增長(zhǎng)型。,易錯(cuò)警示 對(duì)碳循環(huán)示意圖解讀不清 下圖為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)模式圖，下列分析錯(cuò)誤的是 () Af表示大氣中的二氧化碳庫(kù) B該圖中有三條食物鏈 C圖中的a一定是自養(yǎng)生物，b、c、d、e一定是異養(yǎng)生物 D碳以有機(jī)物的形式由a傳到b,【解析】因?yàn)檠芯繉?duì)象為碳循環(huán)，所以要考慮生物和非生物的物質(zhì)和能量，只有生產(chǎn)者才能吸收二氧化碳，生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者都要產(chǎn)生二氧化碳，所以a為生產(chǎn)者，b為分解者，f為大氣中的二氧化碳庫(kù)，圖中只有一條食物鏈。 【答案】B,【糾錯(cuò)筆記】(1)碳循環(huán)過(guò)程示意圖 弄清箭頭的方向及代表含義。 (2)將上圖換成字母，并嘗試判 斷四
14、種成分(找依據(jù)) 據(jù)圖判斷A、B、C、D各代表哪種成分？ 先根據(jù)雙向箭頭確定A和B應(yīng)為生產(chǎn)者和非生物物質(zhì)和能量，不能寫“無(wú)機(jī)環(huán)境”，也不能寫“生物類別”，再根據(jù)AC確定C為消費(fèi)者，剩下D為分解者。,解讀右圖： 根據(jù)與之間的雙向箭頭判斷：是生產(chǎn)者，是非生物物質(zhì)和能量。根據(jù)的碳都流向，可進(jìn)一步判斷：是初級(jí)消費(fèi)者，是次級(jí)消費(fèi)者，是分解者。,方法體驗(yàn) 調(diào)整能量流動(dòng)的方案 運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理來(lái)解釋、解決生物學(xué)問(wèn)題是常見(jiàn)題型，解決這類問(wèn)題的突破口是能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)以及兩者間的關(guān)系。在生態(tài)方面的應(yīng)用中，主要有以下兩方面的實(shí)例：,1調(diào)整能量流動(dòng)的方向，使其流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠?(1)草原上放養(yǎng)一些牲畜：由于人類
15、不能直接利用牧草中的能量，因此放養(yǎng)一些草食性動(dòng)物，使儲(chǔ)存在牧草中的能量經(jīng)草食性動(dòng)物流向人類。 (2)農(nóng)田中除草、除蟲：田間雜草與農(nóng)作物之間屬于競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，會(huì)和農(nóng)作物爭(zhēng)奪空間和資源；作物害蟲與農(nóng)作物屬于捕食或寄生關(guān)系?？梢?jiàn)，田間雜草和作物害蟲都將導(dǎo)致一部分能量流向?qū)θ祟悷o(wú)益的部分，因此除草、除蟲有助于調(diào)整能量的流向，使其流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠帧?2能量多級(jí)利用 建立生態(tài)農(nóng)業(yè)，一方面可使能量多級(jí)利用，另一方面可實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)。所謂能量多級(jí)利用，指的是使生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量分層次多級(jí)利用，使生產(chǎn)一種產(chǎn)品時(shí)產(chǎn)生的有機(jī)廢物，成為另一種產(chǎn)品的投入，使廢物資源化，從而提高能量的轉(zhuǎn)化效率。根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)規(guī)
16、律，要提高能量的利用率,可以在實(shí)際生活中借鑒下面的一些措施：盡量縮短食物鏈；充分利用生產(chǎn)者；充分利用分解者，如利用秸稈培育食用菌、利用植物殘?bào)w生產(chǎn)沼氣等。,目前在我國(guó)農(nóng)村，農(nóng)作物秸稈大多被直接燃燒,還有一部分被隨意堆放，浪費(fèi)嚴(yán)重，利用率低。如圖甲是某科技小組的同學(xué)針對(duì)農(nóng)作物秸稈浪費(fèi)和閑置情況，設(shè)計(jì)出的以沼氣為紐帶，聯(lián)動(dòng)農(nóng)作物種植、養(yǎng)魚、養(yǎng)雞等產(chǎn)業(yè)的生態(tài)農(nóng)業(yè)良性循環(huán)系統(tǒng)。請(qǐng)據(jù)圖分析回答： 甲乙,(1)該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者是_；沼渣能為生產(chǎn)者提供_。 (2)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較低，原因是_；其群落在空間結(jié)構(gòu)上包括_和水平結(jié)構(gòu)。 (3)燃燒沼氣為雞舍增加照明時(shí)間，可以明顯增加產(chǎn)蛋量，這屬于_調(diào)節(jié)方式
17、。 (4)如圖乙是能量流經(jīng)雞種群的示意圖，其中A表示雞的攝入量，D表示雞自身的呼吸消耗量，那么B中的能量表示_；此生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)是_。 (5)此生態(tài)農(nóng)業(yè)比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)有哪些明顯的優(yōu)勢(shì)？ _。,【解析】農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中生物種類少,營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,抵抗力穩(wěn)定性低。群落的空間結(jié)構(gòu)包括垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)。雞受到光線的刺激，將興奮傳給下丘腦，下丘腦分泌促性腺激素釋放激素作用于垂體，垂體分泌促性腺激素，促進(jìn)卵巢分泌雌激素,增加產(chǎn)蛋量,故這種調(diào)節(jié)為神經(jīng)體液調(diào)節(jié)。攝入量同化量糞便中的能量,D表示自身的呼吸消耗量，故B為同化量。生態(tài)農(nóng)業(yè)是指運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理，建立起的多層次、多功能的綜合生產(chǎn)體系，此體系可實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用和物質(zhì)循環(huán)的再生。,【答案】(1)農(nóng)作物無(wú)機(jī)鹽(或礦質(zhì)元素) (2)生物種類少(或營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單)垂直結(jié)構(gòu) (3)神經(jīng)體液 (4)雞的同化量逐級(jí)遞減、單向流動(dòng) (5)實(shí)現(xiàn)了廢物資源化、能量多級(jí)利用、減輕了對(duì)環(huán)境的污染等,本部分內(nèi)容講解結(jié)束,按ESC鍵退出全屏播放,
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